КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 23-15-00135

НазваниеНовые метастаз-ассоциированные EpCAM-отрицательные циркулирующие клетки при раке молочной железы: природа, функциональная характеристика и клиническое значение

Руководитель Чердынцева Надежда Викторовна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" , Томская обл

Конкурс №80 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-208 - Онкология

Ключевые слова гематогенное метастазирование, циркулирующие опухолевые клетки, стволовые опухолевые клетки, метастаз-инициирующие клетки, преметастатические ниши, эпителиально-мезенхимальный переход, рак молочной железы

Код ГРНТИ76.29.49


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Метастазирование карцином – многостадийный процесс, в котором появление циркулирующих опухолевых клеток в результате интравазации является процессом, лимитирующим формирование гематогенных метастазов. Именно среди гетерогенной популяции ЦОК находятся субпопуляции, обладающие свойствами клеток «семян» или «вспомогательных» (нишеобразующих клеток), способствующих формированию преметастатических ниш - благоприятного для роста метастаза микроокружения. Известно, что опухолевые клетки в циркуляции благодаря поразительной пластичности имеют выраженную гетерогенность. Одним из обуславливающих механизмов является эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП), как известно характеризуемый появлением нескольких фенотипов, имеющих разную степень проявления эпителиальных и мезенхимных свойств. Следовательно, мезенхимные фенотипы ЦОК, будучи по происхождению опухолевыми, могут в значительной степени утрачивать признаки эпителиальных клеток (включая mEpCAM) и на определенном этапе этого процесса быть с трудом отличимыми от клеток не опухолевой природы. Поэтому анализируя представленность опухолевых клеток в циркуляции у больных раком молочной железы необходимо учитывать возможное присутствие мезенхимных форм ЦОК. По нашим данным доля цитокератин 7/8+ ЦОК с отсутствием поверхностной экспрессии EpCAM у больных раком молочной железы в среднем составляет 79%, при этом в отдельных случаях их доля может доходить до 100%. Следует подчеркнуть, что в циркуляции имеются еще и малоизвестные и плохо изученные клетки такие, например, как циркулирующие фибробласты и костномозговые клетки-предшественники эпителия, которые могут участвовать в формировании преметастатических ниш. Эти клетки могут экспрессировать белки-маркеры эпителия, при этом быть mEpCAM-отрицательными. Планируемое исследование направлено на определение природы и роли в метастазировании циркулирующих клеток (ЦК) без мембранной экспрессии EpCAM (mEpCAM) у больных раком молочной железы. Научная новизна результатов исследования связана с тем, что впервые будут изучены метастаз-инициирующие свойства ЦОК не экспрессирующих на своей поверхности EpCAM – маркер, по которому идентифицируется ЦОК в подавляющем большинстве известных исследований. Более того, будут изучены субпопуляции mEpCAM-негативных ЦОК с отсутствием экспрессии цитокератинов вообще, либо отдельных их типов. Впервые будут изучены частота встречаемости и количественные параметры транслокации EpCAM в mEpCAM-отрицательных ЦОК у больных раком молочной железы. Будут определены гистотипические признаки клеток рака молочной железы, клеток фибробластического и моноцитоидного ряда в наличествующих в крови mEpCAM-отрицательных циркулирующих клетках. Это позволит идентифицировать субпопуляцию клеток с претерминальным мезенхимным фенотипом ЭМП, которые трудно идентифицировать как эпителиальные клетки опухолевого происхождения. Впервые в клетках указанных типов будут исследованы признаки стволовости, наличие признаков ЭМП. Результатом будет создание алгоритма прогнозирования высокого риска развития гематогенных метастазов и разработка тактики их профилактики. Поставленные задачи будут решаться с помощью современных методов, включая методы многоцветной (до 13 параметров флуоресценции) проточной цитометрии и FACS сортинга, морфофункциональной оценки тканей и клеток, многоцветного окрашивания ткани с одновременным выявлением до 7 антигенов посредствам технологии тирамидной амплификации сигнала (TSA) c использованием единственной на сегодняшний день в РФ автоматизированной системы для мультиплексного анализа ткани Vectra 3.0, конфокальной микроскопии, а также NGS секвенирования.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


 

Публикации

1. Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Андрюхова Е.С., Брагина О.Д., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Epithelial-like features of CD45-EpCam- circulating cells in healthy donors and breast cancer patients Book of Abstract / 6th Advances in Circulating Tumor Cells: “Liquid Biopsy and Precision Oncology: Where do we stand now?”, PP011, P.45 (год публикации - 2023)

2. Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Калинчук А., Попова Н.О., Перельмутер В.М. Single tumor cells are a novel prognostic criterion in breast cancer Annals of oncology, V. 34, Sup. 2, S1193-S1194 (год публикации - 2023)
10.1016/j.annonc.2023.09.1371

3. Болдышевская М.А., Таширева Л.А., Андрюхова Е.С., Дронова Т.С., Вторушин С.В., Перельмутер В.М. Неструктурная роль цитокератинов при злокачественных новообразованиях Успехи молекулярной онкологии, 2023. – Т.10(4). - С.76-85 (год публикации - 2023)
10.17650/2313-805X-2023-10-4-76-85

4. Андрюхова Е.С., Таширева Л.А., Вторушин С.В., Афанасьев С.Г., Августинович А.В., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. CD11b-положительные миелоидные клетки селезенки при карциномах Клиническая экспериментальная морфология, Т. 12, №2. - С. 26-35 (год публикации - 2024)
10.31088/CEM2024.13.2.26-35

5. Перельмутер В.М., Григорьева Е.С., Савельева О.Е., Алифанов В.В., Андрюхова Е.С., Завьялова М.В., Брагина О.Д., Гарбуков Е.Ю., Меняйло М.Е., Хозяинова А.А., Денисов Е.В., Чердынцева Н.В., Таширева Л.А. EpCAM-CD24+ circulating cells associated with poor prognosis in breast cancer patients Scientific Reports, Vol. 14(1). - P. 12245 (год публикации - 2024)
10.1038/s41598-024-61516-2

6. Перельмутер В.М., Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Пудова Е.С,, Бузенкова А., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В. Патогенетическое и клиническое значение особенностей экспрессии EpCАM в опухоли и циркулирующих опухолевых клетках Cибирский онкологический журнал, Т.23(№5). - С. 133-145 (год публикации - 2024)
10.21294/1814-4861-2024-23-5-133-145

7. Алифанов В.В., Третьякова М.С., Григорьева Е.С., Булдаков М.А., Таширева Л.А., Колегова Е.С., Андрюхова Е.С., Завьялова М.В., Денисов Е.В., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Характеристика стволовых признаков EpCAM-негативных и EpCAM-позитивных опухолевых клеток в 2D и 3D культурах при раке молочной .железы Cибирский Онкологический Журнал, Т.23(№5). - С.59-72 (год публикации - 2024)
10.21294/1814-4861-2024-23-5-59-72

8. Андрюхова Е.С., Таширева Л.А., Афанасьев С.Г., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. Ассоциация клеток селезёнки со стволовыми признаками с развитием гематогенных метастазов Казанский медицинский журнал, Т. 105. - № 6 (год публикации - 2024)
10.17816/KMJ629142

9. Перельмутер В.М., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Калинчук А.Ю., Андрюхова Е.С., Савельева О.С., Патскан И.А., Брагина О.Д., Гарбуков Е.Ю., Вострикова М.А. и др. Characterization of EpCAM-Positive and EpCAM-Negative Tumor Cells in Early-Stage Breast Cancer International Journal of Molecular Sciences, 25(20):11109 (год публикации - 2024)
10.3390/ijms252011109

10. Перельмутер В.М., Алифанов В.В., Григорьева Е.С., Таширева Л.А., Пудова Е.С., Савельева О.Е., Гарбуков Е.Ю., Вострикова М.А., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В. Варианты экспрессии EpCAM в циркулирующих и диссеминированных опухолевых клетках при раке молочной железы Успехи молекулярной онкологии, Т. 12, № 4. – С.158-164 (год публикации - 2025)
10.17650/2313-805X-2025-12-4-158-164

11. Бузенкова А.В., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Таширева Л.А., Савельева О.Е., Пудова Е.С., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Характеристика метастаз-ассоциированных циркулирующих клеток при раке молочной железы: особенности параметров бокового светорассеяния Вестник РГМУ, №2, С.17–25 (год публикации - 2025)
10.24075/vrgmu.2025.019

12. Григорьева Е. С., Таширева Л. А., Савельева О. Е., Завьялова М. В., Чердынцева Н. В., Перельмутер В. М. Expression of chemokine receptors CXCR4 and CXCR7 in EpCAM-positive and EpCAM-negative CTCs in breast cancer Bulletin of Russian State Medical University, № 6 (год публикации - 2025)


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проект направлен на определение природы и роли циркулирующих клеток (ЦК) без мембранной экспрессии маркера эпителия EpCAM (mEpCAM -) в метастазировании рака молочной железы. В отчетном периоде, согласно задачам, многосторонне охарактеризованы mEpCAM- ЦК и аналогичные клетки в первичной опухоли, костном мозге и селезенке. Характеристики mEpCAM- клеток были соотнесены с mEpCAM-положительными циркулирующими опухолевыми клетками (ЦОК). В 30% случаев в первичной опухоли обнаруживались mEpCAM+ без транслокации (mEpCAM+icEpCAM-) и в 20% случаев с транслокацией EpCAM (mEpCAM+icEpCAM+). Доля таких клеток с коэкспрессией цитокератина 7/8 (mEpCAM+icEpCAM+CK7/8+) в первичной опухоли была самой высокой (42,39(22,16-67,84))%. Была оценена выраженность экспрессии EpCAM на мембране ЦОК и выделены mEpCAMhigh и mEpCAMlow ЦОК, количество которых было кратно выше. Среди EpCAMhigh ЦОК преобладают клетки с экспрессией N-cadherin, независимо от экспрессии цитокератинов. Тогда как, cреди EpCAMlow ЦОК больше клеток без проявлений ЭМП. Среди EpCAMhighСК+ ЦОК чаще встречались дважды позитивные стволовые клетки CD133+ALDH+, а в EpCAMhighСК- ЦОК – CD133+ и (CD44+CD24-)+ стволовые клетки. EpCAMlow ЦОК преимущественно экспрессировали N-cadherin и имели гибридный фенотип ЭМП. Независимо от экспрессии СК в ЦОК EpCAMlow без транслокации EpCAM чаще встречались дважды позитивные CD133+ALDH+ стволовые клетки, а среди EpCAMlow ЦОК без цитокератинов и транслокации EpCAM еще и CD133+ стволовые клетки. При этом, в костном мозге пациентов только в одном случае обнаруживались mEpCAM+ диссеминированные опухолевые клетки (ДОК). Среди всех изучаемых субпопуляций mEpCAM- клеток была выявлена популяция, ассоциированная с метастазированием. Было найдено пороговое значение доли mEpCAM-icEpCAM+CK7/8-клеток в первичной опухоли, позволяющее прогнозировать метастазирование. Четырехлетняя безметастатическая выживаемость зависела от доли таких клеток (ОР= 4,93(1,03-23,69), р=0,0339) и была хуже при превышении порога. mEpCAM-icEpCAM+ЦОК преимущественно характеризовались эпителиальным фенотипом, минимальная доля клеток имела гибридный фенотип ЭМП. Проявление стволовых признаков в этих клетках оказалось зависимым от экспрессии цитокератинов. ЦОК с фенотипом (mEpCAM-icEpCAM+CK7/8- PanCK-), тождественным метастаз-ассоциированному фенотипу клеток первичной опухоли, демонстрируют разнообразные сочетания стволовых признаков (7 вариантов). Наиболее часто встречающиеся фенотипы стволовости в данной популяции клеток: (CD44+CD24-)+CD133-ALDH- – 56,25%, (CD44+CD24-)-CD133+ALDH- – 31,25%, CD44+CD24-CD133+ALDH- – 27,0%. Среди ЦОК с фенотипом mEpCAM-icEpCAM+CK7/8+ обнаруживалось только 3 фенотипа стволовости с частотой 2-14%. В костном мозге опухолевые клетки с транслокацией EpCAM (mEpCAM-icEpCAM+CK7/8-panCK-) также встречались достаточно часто – в 41,7%. Причем этот фенотип клеток, близкий к метастаз-ассоциированному фенотипу первичной опухоли, характеризовался отсутствием экспрессии N-cadherin, CD24 и СD11b. Оказалось, что частота встречаемости клеток с моноэкспрессией icEpCAM (mEpCAM-icEpCAM+CK7/8-panCK-) сопоставима среди ЦОК (6/12) и ДОК (5/12). Клетки с полной потерей экспрессии mEpCAM встречались в первичной опухоли в большинстве случаев (90,5%) и составляли большую долю ((15,00 (4,50-49,29)%). Клетки с коэкспрессией СК7/8 (mEpCAM-icEpCAM-CK7/8+) встречались в 47,4% случаев, однако доля таких клеток была ничтожна (0,012 (0,000-1,717)%). ЦОК с полным отсутствием экспрессии EpCAM – самый многочисленный фенотип ЦОК. Причем 94% таких клеток с фенотипом CК+N-cadherin- демонстрируют эпителиальный фенотип ЭМП и только 6,0% - гибридный фенотип ЭМП (CК+N-cadherin+). Причем встречались все 7 вариантов коэкспрессии трех маркеров стволовости. ДОК с полным отсутствием экспрессии EpCAM (mEpCAM-icEpCAM-CK7/8+panCK-) встречались чаще других в костном мозге (58,3%). Данная популяция ДОК характеризовалась отсутствием экспрессии N-cadherin и CD11b. Клетки с фенотипом mEpCAM-icEpCAM-CK7/8+panCK- встречались у всех 12 пациентов среди ЦОК и у 7 из 12 пациентов среди ДОК. Это говорит об их высокой выживаемости в крови и способности распространяться в костный мозг. Этого нельзя сказать относительно клеток, в которых экспрессировались цитокератины (mEpCAM-icEpCAM-CK7/8-panCK+). Они встречались у 11 пациентов среди ЦОК и только в 1 из 12 случаев среди ДОК. Можно ожидать, что клетки этой субпопуляции имеют менее выраженный метастатический потенциал. В отчетном периоде были расширены знания о патогенетически значимой категории изучаемых нами метастаз-ассоциированных циркулирующих клеток (МА-ЦК), в которых отсутствует экспрессия CD45, mEpCAM, СК7/8, N-cadherin, но наблюдается экспрессия CD24. Оказалось, что среди таких клеток встречаются ЦК в количестве менее 1 клетки/мл, в которых наблюдается экспрессия PanCK и в таком же количестве – клетки с транслокацией EpCAM. И хотя количество ЦК с отсутствием экспрессии PanCK и icEpCAM (медиана равна 100кл/мл) кратно превышает количество PanCK+ и icEpCAM+ ЦК, факт наличия таких двух типов ЦК позволяет предполагать, что это единая популяция, в которой происходит потеря эпителиальных признаков. Такие изменения могут возникать в процессе развития терминальной стадии ЭМП. Оказалось, что первоначально обнаруженный фенотип МА-ЦК mEpCAM-CK7/8-CD24+N-cadherin- гетерогенен вследствие варьирования экспрессии части адаптивных молекул. Как следствие этого, с гематогенным метастазированием оказались ассоциированными ЦК с фенотипами mEpCAM-CK7/8-CD44-CD24+N-cadherin+, mEpCAM-CK7/8-CD44+CD24-N-cadherin- и mEpCAM-CK7/8-CD44-CD24-N-cadherin-. В МА-ЦК с фенотипом mEpCAM-CK7/8-CD24+N-cadherin- наблюдается 3 варианта стволовости (только CD133+, только ALDH+ и CD133+ALDH+). Таким образом, проведенные на втором году исследования позволили охарактеризовать свойства стволовости и ЭМП в различных популяциях mEpCAM- клеток в крови больных РМЖ, исследовать наличие клеток с тождественным фенотипом в первичной опухоли, костном мозге и селезенке, а также актуализировать фенотипические признаки МА-ЦК. https://www.gazeta.ru/science/news/2024/06/03/23160787.shtml?updated https://www.sbras.info/news/obnaruzhen-effektivnyy-sposob-predskazaniya-razvitiya-otdalennykh-metastazov-pri-rake https://www.rscf.ru/news/medicine/obnaruzhen-effektivnyy-sposob-predskazaniya-razvitiya-otdalennykh-metastazov-pri-rake-molochnoy-zhel/ https://poisknews.ru/onkologia/obnaruzhen-novyj-biomarker-prognoz-metastazov-pri-rake-molochnoj-zhelezy/?current-page=news&number=1 https://new.ras.ru/activities/news/obnaruzhen-effektivnyy-sposob-predskazaniya-razvitiya-otdalyennykh-metastazov-pri-rake-molochnoy-zhe/ https://www.tnimc.ru/novosti/nii-onkologii/eshche-odin-shtrikh-k-ponimaniyu-mekhanizmov-metastazirovaniya/

 

Публикации

1. Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Андрюхова Е.С., Брагина О.Д., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Epithelial-like features of CD45-EpCam- circulating cells in healthy donors and breast cancer patients Book of Abstract / 6th Advances in Circulating Tumor Cells: “Liquid Biopsy and Precision Oncology: Where do we stand now?”, PP011, P.45 (год публикации - 2023)

2. Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Калинчук А., Попова Н.О., Перельмутер В.М. Single tumor cells are a novel prognostic criterion in breast cancer Annals of oncology, V. 34, Sup. 2, S1193-S1194 (год публикации - 2023)
10.1016/j.annonc.2023.09.1371

3. Болдышевская М.А., Таширева Л.А., Андрюхова Е.С., Дронова Т.С., Вторушин С.В., Перельмутер В.М. Неструктурная роль цитокератинов при злокачественных новообразованиях Успехи молекулярной онкологии, 2023. – Т.10(4). - С.76-85 (год публикации - 2023)
10.17650/2313-805X-2023-10-4-76-85

4. Андрюхова Е.С., Таширева Л.А., Вторушин С.В., Афанасьев С.Г., Августинович А.В., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. CD11b-положительные миелоидные клетки селезенки при карциномах Клиническая экспериментальная морфология, Т. 12, №2. - С. 26-35 (год публикации - 2024)
10.31088/CEM2024.13.2.26-35

5. Перельмутер В.М., Григорьева Е.С., Савельева О.Е., Алифанов В.В., Андрюхова Е.С., Завьялова М.В., Брагина О.Д., Гарбуков Е.Ю., Меняйло М.Е., Хозяинова А.А., Денисов Е.В., Чердынцева Н.В., Таширева Л.А. EpCAM-CD24+ circulating cells associated with poor prognosis in breast cancer patients Scientific Reports, Vol. 14(1). - P. 12245 (год публикации - 2024)
10.1038/s41598-024-61516-2

6. Перельмутер В.М., Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Пудова Е.С,, Бузенкова А., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В. Патогенетическое и клиническое значение особенностей экспрессии EpCАM в опухоли и циркулирующих опухолевых клетках Cибирский онкологический журнал, Т.23(№5). - С. 133-145 (год публикации - 2024)
10.21294/1814-4861-2024-23-5-133-145

7. Алифанов В.В., Третьякова М.С., Григорьева Е.С., Булдаков М.А., Таширева Л.А., Колегова Е.С., Андрюхова Е.С., Завьялова М.В., Денисов Е.В., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Характеристика стволовых признаков EpCAM-негативных и EpCAM-позитивных опухолевых клеток в 2D и 3D культурах при раке молочной .железы Cибирский Онкологический Журнал, Т.23(№5). - С.59-72 (год публикации - 2024)
10.21294/1814-4861-2024-23-5-59-72

8. Андрюхова Е.С., Таширева Л.А., Афанасьев С.Г., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. Ассоциация клеток селезёнки со стволовыми признаками с развитием гематогенных метастазов Казанский медицинский журнал, Т. 105. - № 6 (год публикации - 2024)
10.17816/KMJ629142

9. Перельмутер В.М., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Калинчук А.Ю., Андрюхова Е.С., Савельева О.С., Патскан И.А., Брагина О.Д., Гарбуков Е.Ю., Вострикова М.А. и др. Characterization of EpCAM-Positive and EpCAM-Negative Tumor Cells in Early-Stage Breast Cancer International Journal of Molecular Sciences, 25(20):11109 (год публикации - 2024)
10.3390/ijms252011109

10. Перельмутер В.М., Алифанов В.В., Григорьева Е.С., Таширева Л.А., Пудова Е.С., Савельева О.Е., Гарбуков Е.Ю., Вострикова М.А., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В. Варианты экспрессии EpCAM в циркулирующих и диссеминированных опухолевых клетках при раке молочной железы Успехи молекулярной онкологии, Т. 12, № 4. – С.158-164 (год публикации - 2025)
10.17650/2313-805X-2025-12-4-158-164

11. Бузенкова А.В., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Таширева Л.А., Савельева О.Е., Пудова Е.С., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Характеристика метастаз-ассоциированных циркулирующих клеток при раке молочной железы: особенности параметров бокового светорассеяния Вестник РГМУ, №2, С.17–25 (год публикации - 2025)
10.24075/vrgmu.2025.019

12. Григорьева Е. С., Таширева Л. А., Савельева О. Е., Завьялова М. В., Чердынцева Н. В., Перельмутер В. М. Expression of chemokine receptors CXCR4 and CXCR7 in EpCAM-positive and EpCAM-negative CTCs in breast cancer Bulletin of Russian State Medical University, № 6 (год публикации - 2025)


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
На последнем году реализации проекта выполнялось два блока исследований. Первый был посвящен способности EpCAM- и EpCAM+ ЦОК и ЦК проявлять свойства клеток «семян» и выступать в роли «вспомогательных» клеток. Для этого, с использованием базы данных № 2024621453, была проведена оценка опухолевых клеток с фенотипами, тождественными EpCAM+ и EpCAM- ЦОК к выживанию в условиях 2D и 3D. В первичной опухоли наблюдалось преобладание EpCAM-CK7/8+ клеток, тогда как, в процессе культивирования в 2D и 3D соотношение трех исследуемых популяций уравновешивалось и различий не наблюдалось. При детализации фенотипов была обнаружена лишь одна популяция, EpCAM+CK7/8- стволовых по ALDH1 опухолевых клеток, доля которой значимо повышалась при 2D культивировании. Для оценки состава сфероидов по признакам стволовости и ЭМП в EpCAM- клетках опухоли в сравнении с EpCAM+ клетками был проведен анализ клеток, полученных из дезагрегированных сфероидов. Оказалось, что в составе сфероидов наименьшая доля стволовых клеток была представлена СD44+CD24- субпопуляцией. При этом большая доля опухолевых клеток, формирующих сфероиды не экспрессировала N-кадгерин. Хотя способность формировать сфероиды считается признаком, указывающим на наличие стволовых свойств среди изученных нами популяций сфероиды были способны образовывать даже те, что не имели экспрессии стволовых маркеров. Далее было проведено изучение транскриптома единичных ЦОК и ЦК для оценки потенциальной метастатической способности следующих субпопуляций: EPCAM- ЦОК – PTPRC (CD45)- EPCAM- KRT7+/-KRT8+/- KRT18+/-; EPCAM+ ЦОК – PTPRC (CD45)- EPCAM+ (KRT7, KRT8, KRT18)-; МА-ЦК – PTPRC (CD45)- EPCAM- (KRT7, KRT8)- CD24+ CDH2 (N-cadherin)-. В исследуемых группах клеток была оценена частота встречаемости клеток с экспрессией генов, ассоциированных с метастатическим потенциалом. Оказалось, что EPCAM+ ЦОК по сравнению с EPCAM- клетками чаще экспрессировали транскрипционные факторы ЭМП - ZEB1 и ZEB2, ген VIM, а также ген стволовости ALDH1A1. Таким образом, EPCAM+ клетки, вероятно, имели более продвинутое состояние ЭМП, тогда как EPCAM- ЦОК, экспрессирующие только гены цитокератинов, находились на начальных этапах ЭМП. Более того EPCAM+ ЦОК чаще содержали транскрипт генов VEGFA и ASC/PYCARD по сравнению с EPCAM- клетками. Различий по экспрессии генов, связанных с инвазивным потенциалом опухолевых клеток, между EPCAM+ и EPCAM- ЦОК обнаружено не было. МА-ЦК характеризовались отсутствием значимых различий по экспрессии исследуемых генов от EPCAM+ и EPCAM- ЦОК. Второй блок был связан с разработкой предложений по использованию схем химиотерапии РМЖ на основе ЦОК. Для оценки направленности терапии, назначенной на основании молекулярного подтипа первичной опухоли, против имеющихся в крови популяций ЦОК был определен подтип совокупностей mEpCAM- и mEpCAM+ ЦОК. У каждого пациента в крови детектировались ЦОК с различными вариантами экспрессии маркеров молекулярно-биологического подтипа (МБП) (рецепторы эстрогена (ER) и прогестерона (PR), HER2, Ki67). При этом определение подтипа совокупности mEpCAM- и mEpCAM+ ЦОК проводили согласно разработанному нами методу (патент 2797698 C1 от 07.06.2023). Оказалось, что из 22 пациентов, вошедших в исследование, ЦОК детектировались в 17 случаях. EpCAM- ЦОК обнаруживались во всех 17 случаях, тогда как EpCAM+ ЦОК только в 10. Частота конверсии подтипа в mEpCAM+ ЦОК относительно первичной опухоли составила 90%, в mEpCAM- ЦОК – 82,4%. Все случаи конверсии в EpCAM- ЦОК заключались в выявлении люминального Б HER2+ или HER2+ подтипа ЦОК. Тогда как mEpCAM+ ЦОК в 2 случаях подвергались конверсии в люминальный А подтип из люминального Б HER2-/HER2+. Примечательно, что в случаях, когда первичная опухоль соответствовала тройному негативному (ТН) подтипу, ЦОК, как mEpCAM-, так и mEpCAM+ всегда подвергались конверсии в люминальный Б HER2+ подтип. Единственный случай HER2+ подтипа первичной опухоли характеризовался наличием только mEpCAM- ЦОК HER2+ подтипа. Далее была оценена сопряженность признаков стволовости и ЭМП в ЦОК, соответствующих различным подтипам РМЖ. Для этого все ЦОК, выявляемые у каждого пациента, были сгруппированы по экспрессии ER и PR, HER2 и маркера пролиферации Ki67. Оказалось, что mEpCAM+ ЦОК встречались редко. В крови пациентов детектировались опухолевые клетки, соответствующие люминальному А/Б HER2+ и ТН подтипу. Наиболее представленным вариантом были ЦОК люминального Б HER2+ подтипа. При этом, во всех случаях, ЦОК характеризовались стволовостью по экспрессии CD133 и отсутствием экспрессии N-кадгерина. В 2 случаях из 10 отмечалась экспрессия ALDH1, в одном случае CD44+CD24. Вторым по представленности вариантом среди mEpCAM+ ЦОК были клетки, соответствующие люминальному А подтипу, с экспрессией N-кадгерина. Лишь в 1 из 10 случаев встречались ЦОК люминального А подтипа без экспрессии N-кадгерина и ЦОК ТН подтипа с экспрессией N-кадгерина. Причем в первом случае ЦОК характеризовались отсутствием признаков стволовости, тогда как во втором - наличием стволовости по CD44/CD24. Среди EpCAM- ЦОК люминального А подтипа чаще встречались N-кадгерин- клетки с признаками стволовости. В случае N-кадгерин+ ЦОК наблюдалась и экспрессия CD44+CD24-. На Рисунке 38 представлены ЦОК люминального Б HER2+ подтипа. В случае, если ЦОК не имели экспрессии N-cadh-, наибольшей частотой и количеством характеризовались ЦОК с фенотипом CD44+CD24-. При этом N-кадгерин+ ЦОК детектировались реже и имели различные проявления стволовости. При выявлении HER2+ ЦОК, чаще наблюдалось отсутствие экспрессии N-кадгерина. При этом, в случае N-кадгерин+ чаще и в большем количестве встречались СD44+CD24- клетки. ЦОК, соответствующие ТН подтипу, встречались в 4 из 10 случаев, при этом клетки не имели экспрессии N-кадгерина и характеризовались стволовостью по CD44/CD24 или отсутствием исследуемых признаков стволовости. Таким образом, обнаружение высокой частоты конверсии МБП в ЦОК в сочетании с более частым выявлением EpCAM- ЦОК в циркуляции у пациентов с РМЖ позволяет предложить следующую тактику лечения. Предлагается технология определения МБП, согласно полученному патенту на изобретение 2797698 C1 от 07.06.2023, причем отдельно для mEpCAM+ и mEpCAM- ЦОК с последующим применением линий терапии: 1 линия – препараты, соответствующие МБП подтипу mEpCAM- ЦОК, что будет препятствовать ранней опухолевой диссеминации; 2 линия – если имеется конверсия подтипа в mEpCAM+ ЦОК относительно ПО. В случае неблагоприятной конверсии рекомендуется назначение терапии на основании МБП ЦОК, в случае благоприятной конверсии – назначение терапии, согласно подтипу первичной опухоли. Таким образом, терапия 2-й линии будет воздействовать на агрессивный клон опухолевых клеток в циркуляции, который потенциально ответственнен за метастазирование; 3 линия – в случае наличия неблагоприятной конверсии подтипа mEpCAM+ ЦОК, рекомендовано использование схемы лечения согласно МБП первичной опухоли.

 

Публикации

1. Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Андрюхова Е.С., Брагина О.Д., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Epithelial-like features of CD45-EpCam- circulating cells in healthy donors and breast cancer patients Book of Abstract / 6th Advances in Circulating Tumor Cells: “Liquid Biopsy and Precision Oncology: Where do we stand now?”, PP011, P.45 (год публикации - 2023)

2. Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Калинчук А., Попова Н.О., Перельмутер В.М. Single tumor cells are a novel prognostic criterion in breast cancer Annals of oncology, V. 34, Sup. 2, S1193-S1194 (год публикации - 2023)
10.1016/j.annonc.2023.09.1371

3. Болдышевская М.А., Таширева Л.А., Андрюхова Е.С., Дронова Т.С., Вторушин С.В., Перельмутер В.М. Неструктурная роль цитокератинов при злокачественных новообразованиях Успехи молекулярной онкологии, 2023. – Т.10(4). - С.76-85 (год публикации - 2023)
10.17650/2313-805X-2023-10-4-76-85

4. Андрюхова Е.С., Таширева Л.А., Вторушин С.В., Афанасьев С.Г., Августинович А.В., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. CD11b-положительные миелоидные клетки селезенки при карциномах Клиническая экспериментальная морфология, Т. 12, №2. - С. 26-35 (год публикации - 2024)
10.31088/CEM2024.13.2.26-35

5. Перельмутер В.М., Григорьева Е.С., Савельева О.Е., Алифанов В.В., Андрюхова Е.С., Завьялова М.В., Брагина О.Д., Гарбуков Е.Ю., Меняйло М.Е., Хозяинова А.А., Денисов Е.В., Чердынцева Н.В., Таширева Л.А. EpCAM-CD24+ circulating cells associated with poor prognosis in breast cancer patients Scientific Reports, Vol. 14(1). - P. 12245 (год публикации - 2024)
10.1038/s41598-024-61516-2

6. Перельмутер В.М., Таширева Л.А., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Пудова Е.С,, Бузенкова А., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В. Патогенетическое и клиническое значение особенностей экспрессии EpCАM в опухоли и циркулирующих опухолевых клетках Cибирский онкологический журнал, Т.23(№5). - С. 133-145 (год публикации - 2024)
10.21294/1814-4861-2024-23-5-133-145

7. Алифанов В.В., Третьякова М.С., Григорьева Е.С., Булдаков М.А., Таширева Л.А., Колегова Е.С., Андрюхова Е.С., Завьялова М.В., Денисов Е.В., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Характеристика стволовых признаков EpCAM-негативных и EpCAM-позитивных опухолевых клеток в 2D и 3D культурах при раке молочной .железы Cибирский Онкологический Журнал, Т.23(№5). - С.59-72 (год публикации - 2024)
10.21294/1814-4861-2024-23-5-59-72

8. Андрюхова Е.С., Таширева Л.А., Афанасьев С.Г., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. Ассоциация клеток селезёнки со стволовыми признаками с развитием гематогенных метастазов Казанский медицинский журнал, Т. 105. - № 6 (год публикации - 2024)
10.17816/KMJ629142

9. Перельмутер В.М., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Калинчук А.Ю., Андрюхова Е.С., Савельева О.С., Патскан И.А., Брагина О.Д., Гарбуков Е.Ю., Вострикова М.А. и др. Characterization of EpCAM-Positive and EpCAM-Negative Tumor Cells in Early-Stage Breast Cancer International Journal of Molecular Sciences, 25(20):11109 (год публикации - 2024)
10.3390/ijms252011109

10. Перельмутер В.М., Алифанов В.В., Григорьева Е.С., Таширева Л.А., Пудова Е.С., Савельева О.Е., Гарбуков Е.Ю., Вострикова М.А., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В. Варианты экспрессии EpCAM в циркулирующих и диссеминированных опухолевых клетках при раке молочной железы Успехи молекулярной онкологии, Т. 12, № 4. – С.158-164 (год публикации - 2025)
10.17650/2313-805X-2025-12-4-158-164

11. Бузенкова А.В., Григорьева Е.С., Алифанов В.В., Таширева Л.А., Савельева О.Е., Пудова Е.С., Завьялова М.В., Чердынцева Н.В., Перельмутер В.М. Характеристика метастаз-ассоциированных циркулирующих клеток при раке молочной железы: особенности параметров бокового светорассеяния Вестник РГМУ, №2, С.17–25 (год публикации - 2025)
10.24075/vrgmu.2025.019

12. Григорьева Е. С., Таширева Л. А., Савельева О. Е., Завьялова М. В., Чердынцева Н. В., Перельмутер В. М. Expression of chemokine receptors CXCR4 and CXCR7 in EpCAM-positive and EpCAM-negative CTCs in breast cancer Bulletin of Russian State Medical University, № 6 (год публикации - 2025)


Возможность практического использования результатов
Результаты проекта имеют прямой путь к практическому применению через создание новой медицинской технологии, направленной на повышение качества и эффективности лечения пациентов с РМЖ, что соответствует целям социального развития и экономического роста РФ, а также решения демографических проблем, поскольку сохранение фертильности больных РМЖ после лечения дает возможность деторождения. . Персонализированный подход, нацеленный на агрессивные клоны опухолевых клеток в циркуляции (в первую очередь, mEpCAM- ЦОК), приведет к повышению эффективности лечения и увеличению безрецидивной выживаемости. Это переводит фундаментальные знания о гетерогенности ЦОК в плоскость практической онкологии. Внедрение предлагаемого подхода будет стимулировать развитие собственных российских разработок в области диагностики и лечения, способствуя импортозамещению и научно-технологическому суверенитету Российской Федерации.